• 전자공학회논문지
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• 제51권11호
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• pp.83-93
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• 2014

최근 수년간 전기적 상호 연결 (electrical interconnect, EI) 기반 네트워크-온-칩 (Network-on-Chip, NoC) 에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 가운데, 궁극적으로 금속 배선은 대역폭, 응답 시간(latency), 전력 소모 등에서 물리적 한계에 직면할 것으로 예상된다. 실리콘 포토닉스(silicon photonics) 기술 발전으로 광학적 상호 연결(optical interconnect, OI)을 결합한 하이브리드 광학 네트워크-온-칩(Hybrid Optical NoC, HONoC)이 이러한 문제를 극복하기 위한 유망한 해결책으로 부각되고 있다. 한편 시스템-온-칩(System-on-Chip, SoC)은 높은 에너지 효율을 위하여 이기종 멀티 코어(Heterogeneous multi-core)로 구성되고 있어서 정형화된 토폴로지 기반 NoC 아키텍처의 확장이 필요하다. 본 논문에서는 타깃 애플리케이션 트래픽 특성을 고려한 에너지 및 응답 시간 최적화 하이브리드 광학 네트워크-온-칩의 토폴로지 설계 기법을 제안한다. 유전자 알고리즘을 이용하여 구현하였고, 실험 결과 평균 전력손실은 13.84%, 평균 응답 시간은 28.14% 각각 감소하였다.

• 전자통신동향분석
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• 제35권2호
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• pp.89-103
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• 2020

Knowledge of the technology, characteristics, and market trends of the latest CPUs used in smartphones, computers, and supercomputers and the research trends of leading US university experts gives an edge to policy-makers, business executives, large investors, etc. To this end, we describe three topics in detail at a level that can help educate the non-majors to the extent possible. Topic 1 comprises the design and manufacture of a CPU and the technology and trends of the smartphone SoC. Topic 2 comprises the technology and trends of the x86 CPU and supercomputer, and Topic 3 involves an optical network chip that has the potential to emerge as a major semiconductor chip. We also describe three techniques and experiments that can be used to implement the optical network chip.

• 전자통신동향분석
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• 제35권2호
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• pp.120-136
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• 2020

Knowledge of the technology, characteristics, and market trends of the latest CPUs used in smartphones, computers, and supercomputers and the research trends of leading US university experts gives an edge to policy-makers, business executives, large investors, etc. To this end, we describe three topics in detail at a level that can help educate the non-majors to the extent possible. Topic 1 comprises the design and manufacture of a CPU and the technology and trends of the smartphone SoC. Topic 2 comprises the technology and trends of the x86 CPU and supercomputer, and Topic 3 involves an optical network chip that has the potential to emerge as a major semiconductor chip. We also describe three techniques and experiments that can be used to implement the optical network chip.

• 전자통신동향분석
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• 제35권2호
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• pp.104-119
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• 2020

Knowledge of the technology, characteristics, and market trends of the latest CPUs used in smartphones, computers, and supercomputers and the research trends of leading US university experts gives an edge to policy-makers, business executives, large investors, etc. To this end, we describe three topics in detail at a level that can help educate the non-majors to the extent possible. Topic 1 comprises the design and manufacture of a CPU and the technology and trends of the smartphone SoC. Topic 2 comprises the technology and trends of the x86 CPU and supercomputer, and Topic 3 involves an optical network chip that has the potential to emerge as a major semiconductor chip. We also describe three techniques and experiments that can be used to implement the optical network chip.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권9호
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• pp.25-32
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• 2009

최근 네트워크-온-칩(Network-on-chip)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 가운데 반도체 칩 복잡도 증가와 고성능에 대한 요구로 인해 기존 구리 기반의 상호연결(Copper-based interconnects)을 사용할 경우 성능, 전력, 대역폭 등에 대한 설계 한계에 곧 직면할 것으로 보인다. 이 문제에 대한 대안으로 전기적인 상호연결(Electrical Interconnects, EIs)과 광학적 상호연결(Optical Interconnects, OIs)을 상호 보완적으로 사용하는 방법이 제안되고 있다. 이러한 연구 방향의 일환으로, 본 논문에서 광학적 상호연결은 지연 시간을 감안하여 임계 경로에, 전기적인 상호연결은 비 임계 경로에 적용하며, 두 상호연결을 혼용하여 사용하기 위한 효율적인 하이브리드 스위치 구조와 라우팅 최적화 방법을 제안한다. 모의실험 결과 제안한 알고리즘과 구조를 적용할 경우 전기적인 상호연결만을 사용 할 경우보다 최대 25%의 속도 향상과 38%의 소비 전력 감소를 나타냈다.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제3권5호
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• pp.331-337
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• 2014

Ge is becoming an increasingly popular semiconductor material with high Si compatibility for on-chip optical interconnect technology. For a better manifestation of the meritorious material properties of Ge, its surface treatment should be performed satisfactorily before the electronic and photonic components are fabricated. Ex-situ rapid thermal annealing (RTA) processes with different gases were carried out to examine the effects of the annealing gases on the thin-film quality of Ge grown epitaxially on Si substrates. The Ge-on-Si samples were prepared in different structures using the same equipment, reduced-pressure chemical vapor deposition (RPCVD), and the samples annealed in $N_2$, forming gas (FG), and $O_2$ were compared with the unannealed (deposited and only cleaned) samples to confirm the improvements in Ge quality. To evaluate the thin-film quality, room-temperature photoluminescence (PL) measurements were performed. Among the compared samples, the $O_2$-annealed samples showed the strongest PL signals, regardless of the sample structures, which shows that ex-situ RTA in the $O_2$ environment would be an effective technique for the surface treatment of Ge in fabricating Ge devices for optical computing systems.

• 전자공학회논문지
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• 제50권7호
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• pp.131-139
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• 2013

기존 전기적 상호 연결을 사용한 네트워크-온-칩(Network-on-Chip, NoC)의 전력 및 성능 한계를 보완하고자 광학적 상호연결을 이용하는 하이브리드 광학 네트워크-온-칩(HONoC)이 등장하였다. 하지만 HONoC에서는 광학적 소자 특성으로 인해 서킷 스위칭을 사용함으로써 경로 충돌이 빈번하게 발생하며 이로 인해 지연 시간 불균형의 문제가 심화되어 전체적인 시스템 성능에 악영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 경로 충돌을 최소화 시켜 지연 시간을 최적화 할 수 있는 새로운 태스크 매핑 알고리즘을 제안하였다. HONoC 환경에서 태스크를 각 Processing Element (PE)에 할당하고 경로 충돌을 최소화하며, 부득이한 경로 충돌의 경우 워스트 케이스 (worst case) 지연 시간을 최소화 할 수 있도록 하였다. 모의실험 결과를 통해 무작위 매핑 방식, 대역폭 제한 매핑 방식과 비교하여, 제안된 알고리즘이 $4{\times}4$ 메시 토폴로지에서는 평균 43%, $8{\times}8$ 메시 토폴로지에서는 평균 61%의 지연 시간 단축 효과가 있음을 확인할 수 있었다.